张维军：骨科机器人“天玑”突破骨科手术“禁区”

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张，北京天之行医疗科技有限公司技术经理

中新网11月8日电(记者陈梦瑶)对于医生来说，骨科手术仍然是一项复杂而危险的任务，因为手术部位很深，而且毗邻空重要的神经和血管。然而，如果机器人介入，这些侵入性和耗时的操作将变得相对容易。2015年，北京积水潭医院在骨科机器人“天吉”的帮助下，成功挑战了世界脊柱外科领域的“禁区”——完成了被称为“生命中心”的上颈椎畸形手术。这是世界上第一个机器人辅助的上颈椎手术。它帮助一名患有严重寰枢椎先天畸形和颅底凹陷的43岁男性患者摆脱了疼痛，误差小于1毫米。

危及生命的复杂手术已经被机器人取代，这对于普通病人来说可能难以想象。但是，作为国内顶尖骨科机器人的核心技术人员，在北京市科委组织实施的“科技新星计划”的支持下，张带领技术团队与北京积水潭医院等单位一起深入探索这一目标，并取得了可喜的成果。

2006年，张开始参与“腿部骨折机器人”产品的开发，先后完成了控制系统设计、结构改造和临床试验研究。2008年开始主持产品“髋部骨折手术机器人”的设计开发，完成了产品系统设计、定位模块设计、系统精度控制和检测系统设计等关键技术研究。在此期间，他亲自参加了临床试验，进行了技术指导，交流了100多项操作，积累了大量产品的临床应用经验。该产品已在北京积水潭医院、解放军301医院、北京市海淀区医院等多家医疗机构使用。，取得了良好的应用效果。已被认定为国家重点新产品，并获得2014年北京市科技奖一等奖。自2013年以来，他带领团队攀登新的高峰，致力于“天极”骨科机器人的开发。

“在机器人辅助骨科手术中，患者软组织损伤小，切口小，安全性高，术后第二天就可以下地行走。医生在电脑屏幕上设计了指甲轨迹，系统自动计算出指甲轨迹的空位置。机械臂将手术工具精确定位到手术位置，医生可以轻松地完成螺钉的精确且安全的植入。”张介绍。

它没有一个巨大的躯干，但是它有一个可以在多维空间灵活旋转的机械臂。借助骨科机器人，手术有效提高了钉道规划、目标定位和精确手术的质量，帮助医生完成真正的骨科精确微创手术。通过减少手术期间的x光照射次数，可以有效地减少医生接受的辐射。它还有一双“眼睛”，可以实时捕捉手术器械和患者的位置和姿态信息，方便医生判断植入通道的正确性。它是世界上第一个矫形机器人系统，覆盖脊柱、骨盆和髋臼手术的整个部分。定位误差小于1毫米，性能指标达到国际领先水平。

在全球医学领域，脊柱、骨盆和髋臼一直是骨科手术中的难题。据张介绍，天津市骨科机器人适用于全脊柱、骨盆和髋臼的开放性微创经皮手术，可以保证螺钉放置的准确性，减少x光辐射损伤，保证手术的安全性，使这一高危手术在广大基层医院开展，造福患者。

“发展机器人辅助的精确微创手术有利于减少输血、缩短住院时间、减少并发症、加快术后康复、有效降低综合手术成本。”在谈到其临床价值时，张说，机器人辅助手术技术在骨科手术中的应用，减少了手术对医生个人经验的依赖，帮助年轻医生进行困难复杂的手术。目前，已在北京、四川、新疆、广东等14个省、自治区、直辖市的20多家医院进行了临床应用，并协助手术3000余例。

作为中国第一个拥有完全自主知识产权的骨科手术机器人，张认为，就市场价值而言，中国是世界上人口最多的国家，有数千家医院可以开展各种脊柱创伤骨科手术，正在逐步形成世界上最大的数字化医疗设备消费市场。因此，骨科手术机器人在智能手术设备领域具有广阔的市场前景。

长期以来，中国高端医疗器械市场一直被外国产品垄断。“骨科机器人作为中国制造的产品，填补了国际相关产品研发的空标准，造福了广大患者。作为一名工程技术人员，我有机会见证中国骨科机器人产品的诞生、发展和壮大，我认为这是一件非常幸运和自豪的事情！”张自豪地说。(陈梦瑶)

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张，北京天之行医疗科技有限公司高级工程师、经理、技术部主管，长期从事手术机器人的技术研究和产业化开发，参与了国内第一台骨科手术机器人的研发，获得20多项专利，发表专业论文5篇。2003年，他进入空航空航天大学北航大学机器人研究所攻读硕士学位，并参与了中国第一台骨科机器人的设计和开发。毕业后，他在北京天之行医疗科技有限公司工作，担任高级工程师、项目经理、技术部经理、主管等职务。他现在是公司的核心技术人员。参与并主持了天智航公司系列骨科机器人产品的设计与开发，参与了国家“863”项目、4项国家重点研发项目、2项北京科技项目，主持了1项北京科技项目。荣获北京市科技奖一等奖、北京市科技新星、海淀区青年才俊等荣誉。